[工学]模拟电子技术电子教案第七章.ppt

电子线路基础电子教案 主讲：郭建才 华南师范大学教育信息技术学院 第七章 运算放大器的应用 教学目标 本章是重点章节，本章应重点掌握以下内容： 理想运放的线性运用和非线性运用的条件及分析方法。 反相、同相和差动比例放大器的电路结构及其性能、特点。 反相、同相和代数求和电路的构成及其性能、特点。 教学目标 反相积分器和微分器的输出电压的计算 及输出电压波形的画法。 乘法器的应用。 电压比较器的阈值求解，传输特性曲线的画法，对应给定的输入电压波形能画出输出电压波形 教学内容 7. 1 集成运放应用基础 7. 2 运算电路 7. 3 有源滤波电路 7. 4 电压比较器* 7. 1 集成运放应用基础 理想集成运算放大电路 Aod = ? CMRR= ? ri = ? ro = 0 -3dB带宽fh= ? 线性运用与非线性运用 1．线性运用 理想运放线性运用的条件是：在外部引入深度负反馈。线性运用的理想运放，其 U⊕=U- (称为“虚短路“) I⊕=I- (称为“虚断路”) 线性运用与非线性运用 2．非线性运用 理想运放开环工作或带正、负反馈时，运放非线性运用。此时 当U⊕ U-时，Uo＝UoH，运放处于正向饱和状态。 当U⊕U-时，Uo＝UoL，运放处于负向饱和状态。 当U⊕=U-时， Uo状态不定。 7. 2 运算电路 7.2.1 比例运算电路 1.反相比例运算电路 2.同相比例运算电路 3.差动比例运算电路 7.2.2 求和电路 1. 反相求和电路 2. 同相求和电路 3. 代数求和电路 7.2.3 积分电路和微分电路 7. 3 有源滤波电路 7. 4 电压比较器 电压比较器是运算放大器的非线性运用．所谓电压比较，是指运算放大器两输入端电压的比较，其关系为： U⊕U-时，Uo＝UoH U⊕U-时，Uo＝UoL 简单电压比较器 此种电路只有一个门限电压，工作在开环状态。 积分电路 i1 ic u i - + + R RP C uo uc uc = -uo ib+ =0 ib- =0, ic =C duc dt -C duo dt ui R = u-= u+= 0 应用举例：输入方波，输出是三角波。 t ui 0 t uo 0 7.2.4 对数和指数运算电路* 7.2.5 乘法运算电路* 运算电路要求 熟记基本运算电路的电路图及放大倍数公式。 以上基本运算电路级联后输出的计算。 会用 ib- =0, ib+ =0, u+ = u- 分析给定运算电路的 放大倍数。 有源滤波器 滤波电路的种类: 按信号性质: 模拟滤波器和数字滤波器 按电路功能: 低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器 按所用元件: 无源滤波器和有源滤波器 按阶数: 一阶,二阶 … 高阶 滤波器分类(按频率特性进行分类)： ? ? ? ? 低通 高通 带通 带阻 无源滤波器 0 1 0.707 ?0 截止频率 此电路的缺点： 1、带负载能力差。 2、无放大作用。 3、特性不理想，边沿不陡。 R C R 有源滤波器 R R1 RF C + - + 1、有放大作用 2、带负载能力强 电路特点: 3、隔离滤波电路与负载 * * 7.2.1 比例运算电路 7.2.2 求和电路 7.2.3 积分电路和微分电路 7.2.4 对数和指数运算电路 7.2.5 乘法运算电路 1.反相比例运算电路 电路处于深度负反馈条件下，虚短和虚断成立。利用虚短和虚断得： Auf = U0/Ui= -Rf/R1 (U0 与Ui 相位相反) 虚地概念：某一点的电位为无穷小。 2.同相比例运算电路 利用虚短和虚断得： Auf = U0 /Ui =1+Rf /R1 (U0 与Ui 相位相同) 电压跟随器 Auf = U0 /Ui= 1+Rf /R1 R1=∞ 时， U0 =Ui 电压跟随器 Auf = U0 /Ui= 1+Rf /R1 Rf =0 时， U0 =Ui 此电路是电压并联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。 3.差动比例运算电路 利用叠加原理得： U0= U01 +U02 U0 =（-Rf /R1 ）Ui1 + (1+ Rf /R1) × （RP /（R2 +RP）Ui2 ） 当R1 ∥R2 =R2∥RP时， U0 =（-Rf /R1 ）Ui1 +(Rf /R2) Ui2 当R1 =R2，Rf=RP时，